論文提出了一種基于FPSLIC的下位機控制器系統設計，并且在嵌入式硬件和軟件的聯合調度之下予以實現，并將該系統應用于微小型無人直升機MUAV控制上。 微小型無人直升機體積小、重量輕、隱蔽性好、機動性強、易實現懸停和超低空飛行，因此在軍用和民用領域都有廣泛的應用前景。微小型無人直升機在空中執行任務時需要實時獲得在空間的姿態和高度位置信息，然后通過調制舵機狀態來調整飛行器的空中姿態，糾正飛行路線，而MUAV的飛控系統需要具有負荷輕，功能強大，實時性強以及低功耗的特點，對嵌入式處理器要求較高，所以針對MUAV的控制采用上下位機聯合控制的結構。并且由于目前現有的下位機控制器滿足不了MUAV控制發展的需求，所以本文中利用FPS[JC優越的性能，實現了一種新的下位機控制器的設計，具有體積小、重量輕、價格低、功耗低、實時性強、可靠性高、擴展性好等優點的同時，完成了基于PWM的舵機的控制和基于Kalman濾波的多傳感器的數據融合，以及上下位機之間的通訊等功能，具有較強的使用和應用價值。 論文首先介紹了MUAV飛行控制的結構，以及下位機實現功能的模塊劃分。然后是對MUAV控制系統相關理論的介紹，包括舵機控制的原理和方法以及多傳感器數據融合的理論。 其次論文介紹了基于FPSLIC的下位機控制器系統的軟硬件設計。在硬件設計上，給出了硬件總體設計方案，并對各個功能模塊進行了詳細論述，軟件部分在給出了主要的框架和功能劃分后，主要介紹了利用FPSLIC的FPGA部分實現PWM控制和測量的模塊以及AVR部分對多傳感器信息進行Kalman濾波融合的實現。 最后在實驗室的汽油無人直升機的測試平臺上進行了舵機控制和高度測試實驗，取得了滿意的實驗結果。
上傳時間： 2013-04-24
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隨著GPS(Global Positioning System)技術的不斷發展和成熟，其全球性、全天候、低成本等特點使得GPS接收機的用戶數量大幅度增加，應用領域越來越廣。但由于定位過程中各種誤差源的存在，單機定位精度受到影響。目前常從兩個方面考慮減小誤差提高精度：①用高精度相位天線、差分技術等通過提高硬件成本獲取高精度；②針對誤差源用濾波算法從軟件方面實現精度提高。兩種方法中，后者相對于前者在滿足精度要求的前提下節約成本，而且便于系統融合，是應用于GPS定位的系統中更有前景的方法。但由于在系統中實現定位濾波算法需要時間，傳統CPU往往不能滿足實時性的要求，而FPGA以其快速并行計算越來越受到青睞。 本文在FPGA平臺上，根據“先時序后電路”的設計思想，由同步沒計方法以及自頂向下和自下而上的混合設計方法實現系統的總體設計。從GPS-OEM板輸出的定位信息的接收到定位結果的坐標變換，最終到kalman濾波遞推計算減小定位誤差，實現實時、快速、高精度的GPS定位信息采集處理系統，為GPS定位數據的處理方法做了新的嘗試，為基于FPGA的GPS嵌入式系統的開發奠定了基礎。具體工作如下： 基于FPGA設計了GPS定位數據的正確接收和顯示，以及經緯度到平面坐標的投影變換。根掘GPS輸出信息標準和格式，通過串口接收模塊實現串口數掘的接收和經緯度信息提取，并通過LCD實時顯示。在提取信息的同時將數據格式由ASCⅡ碼轉變為十進制整數型，實現利用移位和加法運算達到代替乘法運算的效果，從而減少資源的利用率。在坐標轉換過程中，利用查找表的方法查找轉化時需要的各個參數值，并將該參數先轉為雙精度浮點小數，再進行坐標轉換。根據高斯轉化公式的規律將公式簡化成只涉及加法和乘法運算，以此簡化公式運算量，達到節省資源的目的。 卡爾曼濾波器的實現。首先分析了影響定位精度的各種誤差因素，將各種誤差因素視為一階馬爾科夫過程的總誤差，建立了系統狀態方程、觀測方程和濾波方程，并基于分散濾波的思想進行卡爾曼濾波設計，并通過Matlab進行仿真。結果表明，本文設計的卡爾曼濾波器收斂性好，定位精度高、估計誤差小。在仿真基礎上，實現基于FPGA的卡爾曼濾波計算。在滿足實時性的基礎上，通過IP核、模塊的分時復用和樹狀結構節省資源，實現數據卡爾曼濾波，達到提高數據精度的效果。 設計中以Xilinx公司的Virtex-5系列的XC5VLX110-FF676為硬件平臺，采用Verilog HDL硬件描述語言實現，利用Xilinx公司的ISE10.1工具布局布線，一共使用44438個邏輯資源，時鐘頻率達到100MHZ以上，滿足實時性信號處理要求，在保證精度的前提下達到資源最優。Modelsim仿真驗證了該設計的正確性。
上傳時間： 2013-04-24
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本書分三部分介紹在美國廣泛應用的、高功能的M68HC11系列單片機(8位機 ，Motorola公司)。內容包括Ｍ６８HC１１的結構與其基本原理、開發工具EVB(性能評估板)以及開發和應用技術。本書在介紹單片機硬、軟件的基礎上，進一步介紹了在美國實驗室內，如何應用PC機及EVB來進行開發工作。通過本書的介紹，讀者可了解這種單片機的原理并學會開發和應用方法。本書可作為大專院校單片機及其實驗的教材(本科、短訓班)。亦可供開發、應用單片機的各專業(計算機、機電、化工、紡織、冶金、自控、航空、航海……)有關技術人員參考。 第一部分 M68HC11 結構與原理Motorola單片機 1 Motorla單片機 1.1 概述 1.1.1 Motorola 單片機發展概況(3) 1.1.2 Motorola 單片機結構特點(4) 1.2 M68HC11系列單片機(5) 1.2.1 M68HC11產品系列(５) 1.2.2 MC68HC11E9特性(６) 1.2.3 MC68HC11E9單片機引腳說明(８) 1.3 Motorola 32位單片機(１４) 1.3.1中央處理器(CPU32)(１５) 1.3.2 定時處理器(TPU)(１６) 1.3.3 串行隊列模塊(QSM)(１６) 1.3.4 系統集成模塊 (SIM)(１６) 1.3.5 RAM(１７) 2 系統配置與工作方式 2.1 系統配置(１９) 2.1.1 配置寄存器CONFIG(１９) 2.1.2 CONFIG寄存器的編程與擦除(２０) 2?2 工作方式選擇(２１) 2.3 M68HC11的工作方式(２３) 2.3.1 普通單片工作方式(２３) 2.3.2 普通擴展工作方式(２３) 2.3.3 特殊自舉方式(２７) 2.3.4 特殊測試方式(２８) 3 中央處理器(CPU)與片上存儲器 3.1 CPU寄存器(３１) 3?1?1 累加器A、B和雙累加器D(３２) 3.1.2 變址寄存器X、Y(３２) 3.1.3 棧指針SP(３２) 3.1.4 程序計數器PC(３３) 3.1.5 條件碼寄存器CCR(３３) 3.2 片上存儲器(３４) 3.2.1 存儲器分布(３４) 3.2.2 RAM和INIT寄存器(３５) 3.2.3 ROM(３７) 3.2.4 EEPROM(３７) 3.3 M68HC11 CPU的低功耗方式(３９) 3.3.1 WAIT方式(３９) 3.3.2 ＳＴＯP方式(４０) 4 復位和中斷 4.1 復位(４１) 4.1.1 M68HC11的系統初始化條件(４１) 4.1.2 復位形式(４３) 4.2 中斷(４８) 4.2.1 條件碼寄存器CCR中的中斷屏蔽位(４８) 4.2.2 中斷優先級與中斷矢量(４９) 4.2.3 非屏蔽中斷(５２) 4.2.4 實時中斷(５３) 4.2.5 中斷處理過程(５６) 5 M68HC11指令系統 5.1 M68HC11尋址方式(５９) 5.1.1 立即尋址(IMM)(５９) 5.1.2 擴展尋址(EXT)(６０) 5.1.3 直接尋址(DIR)(６０) 5.1.4 變址尋址(INDX、INDY)(６１) 5.1.5 固有尋址(INH)(６２) 5.1.6 相對尋址(REL)(６２) 5.1.7 前置字節(６３) 5.2 M68HC11指令系統(６３) 5.2.1 累加器和存儲器指令(６３) 5.2.2 棧和變址寄存器指令(６８) 5.2.3 條件碼寄存器指令(６９) 5.2.4 程序控制指令(７０) 6 輸入與輸出 6.1 概述(７３) 6.2 并行I／O口(７４) 6.2.1 并行I／O寄存器(７４) 6.2.2 應答I／O子系統(７６) 6?3 串行通信接口SCI(８２) 6.3.1 基本特性(８３) 6.3.2 數據格式(８３) 6.3.3 SCI硬件結構(８４) 6.3.4 SCI寄存器(８６) 6.4 串行外圍接口SPI(９２) 6.4.1 SPI特性(９２) 6.4.2 SPI引腳信號(９２) 6.4.3 SPI結構(９３) 6.4.4 SPI寄存器(９５) 6.4.5 SPI系統與外部設備進行串行數據傳輸(９９) 7 定時器系統與脈沖累加器 7.1 概述(１０５) 7.2 循環計數器(１０７) 7.2.1 時鐘分頻器(１０７) 7.2.2 計算機正常工作監視功能(１１０) 7.2.3 定時器標志的清除(１１０) 7.3 輸入捕捉功能(１１１) 7.3.1 概述(１１１) 7.3.2 定時器輸入捕捉鎖存器(TIC1、TIC2、TIC3) 7.3.3 輸入信號沿檢測邏輯(１１３) 7.3.4 輸入捕捉中斷(１１３) 7.4 輸出比較功能(１１４) 7.4.1 概述(１１４) 7.4.2 輸出比較功能使用的寄存器(１１６) 7.4.3 輸出比較示例(１１８) 7.5 脈沖累加器(１１９) 7.5.1 概述(１１９) 7.5.2 脈沖累加器控制和狀態寄存器(１２１) 8 A／Ｄ轉換系統 8.1 電荷重新分布技術與逐次逼近算法(１２５) 8.1.1 基本電路(１２５) 8.1.2 A／D轉換逐次逼近算法原理(１３０) 8.2 M68HC11中Ａ／Ｄ轉換的實現方法(１３１) 8.2.1 逐次逼近Ａ／Ｄ轉換器(１３１) 8.2.2 控制寄存器(１３２) 8.2.3 系統控制邏輯(１３５)? 9 單片機的內部操作 9.1 用立即> 圖書前言 美國Motorola公司從80年代中期開始推出的M68HC11系列單片機是當今功能最強、性能／價格比最好的八位單片微計算機之一。在美國，它已被廣泛地應用于教學和各種工業控制系統中。? 該單片機有豐富的I／O功能，完善的系統保護功能和軟件控制的節電工作方式 。它的指令系統與早期Motorola單片機MC6801等兼容，同時增加了91條新指令。其中包含16位乘法、除法運算指令等。 為便于用戶開發和應用M68HC11單片機，Motorola公司提供了多種開發工具。M68HC11 EVB (Evaluation Board)性能評估板就是一種M68HC11系列單片機的廉價開發工具。它既可用來 調試用戶程序，又可在仿真方式下運行。為方便用戶，M68HC11 EVB可與IBM?PC連接 ，借助于交叉匯編、通信程序等軟件，在IBM?PC上調試程序。? 本書分三部分(共15章)介紹了M68HC11的結構和基本原理、開發工具-EVB及開發應用實例等。第一部分（１～９章），介紹M68HC11的結構和基本原理。包括概述，系統配置與工作方式、CPU和存儲器、復位和中斷、指令系統、I／Ｏ、定時器系統和脈沖累加器、Ａ／Ｄ轉換系統、單片機的內部操作等。第二部分(１０～１１章)，介紹M68HC11 EVB的原理和技術特性以及EVB的應用。第三部分(１２～１５章)，介紹M68HC11的開發與應用技術。包括基本的編程練習、應用程序設計、接口實驗、接口設計及應用等。 讀者通過學習本書，不僅可了解M68HC11的硬件、軟件，而且可了解使用EVB開發和應用M68HC11單片機的方法。在本書的第三部分專門提供了一部分實驗和應用程序。? 本書系作者張寧作為高級訪問學者，應邀在美國馬薩諸塞州洛厄爾大學(University of Massachusetts Lowell)工作期間完成的。全書由張寧執筆。在編著過程中，美國洛厄爾大學的R·代克曼教授?(Professor Robert J. Dirkman)多次與張寧一起討論、研究，并提供部分資料及實驗數據。參加編寫和審校等工作的還有王云霞、孫曉芳、劉安魯、張籍、來安德、張楊等同志。? 為將M68HC11系列單片機盡快介紹給我國，美國Motorola公司的Terrence M.S.Heng先生曾大力支持本書的編著和出版。在此表示衷心感謝。
上傳時間： 2013-10-27
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針對多目標情況下雷達組網的誤差配準問題，提出了一種基于不敏卡爾曼濾波（Unscented Kalman Filter，UKF）和最優壓縮的系統偏差穩健估計方法。該算法將目標的運動狀態和傳感器系統偏差組合在同一狀態方程中，構建擴維的系統偏差動態方程，接著采用UKF的方法對目標狀態和系統偏差進行聯合估計。然后通過對多個估計結果的進一步融合，最終得到較高精度的系統偏差估計。仿真結果表明，該算法可以有效地實現多目標情況下的誤差配準。
上傳時間： 2013-11-24
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為了實現在Virtools環境下自然方便的人機交互過程，設計開發了基于Kinect的虛擬裝配交互技術。該技術通過三維多手指檢測并結合Kalman濾波來穩定跟蹤指尖，同時基于指尖特征自定義了多種裝配所需的手勢；以Mircrosoft Visual Studio 2010為開發工具，設計了手勢操控相關功能塊的編輯后集成于Virtools環境中，實現了手勢在虛擬裝配中的交互控制。實例證明，該技術能很好地完成虛擬裝配過程，效果良好。
上傳時間： 2014-12-29
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為了提高直接轉矩控制（DTC）系統定子磁鏈估計精度，降低電流、電壓測量的隨機誤差，提出了一種基于擴展卡爾曼濾波（EKF）實現異步電機轉子位置和速度估計的方法。擴展卡爾曼濾波器是建立在基于旋轉坐標系下由定子電流、電壓、轉子轉速和其它電機參量所構成的電機模型上，將定子電流、定子磁鏈、轉速和轉子角位置作為狀態變量，定子電壓為輸入變量，定子電流為輸出變量，通過對磁鏈和轉速的閉環控制提高定子磁鏈的估計精度，實現了異步電機的無速度傳感器直接轉矩控制策略，仿真結果驗證了該方法的可行性,提高了直接轉矩的控制性能。 Abstract: In order to improve the Direct Torque Control（DTC） system of stator flux estimation accuracy and reduce the current， voltage measurement of random error， a novel method to estimate the speed and rotor position of asynchronous motor based on extended Kalman filter was introduced. EKF was based on d-p axis motor and other motor parameters （state vector: stator current， stator flux linkage， rotor angular speed and position； input: stator voltage； output: staror current). EKF was designed for stator flux and rotor speed estimation in close-loop control. It can improve the estimated accuracy of stator flux. It is possible to estimate the speed and rotor position and implement asynchronous motor drives without position and speed sensors. The simulation results show it is efficient and improves the control performance.
上傳時間： 2015-01-02
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為有效合理利用雷達資源和解決雷達測量值與運動狀態間的非線性關系以及目標狀態本身可能出現的非線性，提出了一種基于交互式多模型粒子濾波（IMMPF）的相控陣雷達自適應采樣目標跟蹤方法。將交互式多模型粒子濾波一步預測值的后驗克拉美羅矩陣代替預測協方差矩陣，通過該矩陣的跡與某一門限值比較來更新采樣周期以適應目標運動狀態的變化。將該方法與基于量測轉換的IMM自適應采樣算法進行仿真實驗，表明了該算法的有效性。
上傳時間： 2013-10-09
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比較LMS，RLS, 和Kalman濾波器多用戶檢測器的性能
上傳時間： 2014-01-12
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本程序是AR(2)模型進行數據建模，再進行kalman濾波，進行數據去躁處理，尤其用在光纖陀螺上
上傳時間： 2013-12-24
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目標跟蹤問題的應用背景是雷達數據處理，即雷達在搜索到目標并記錄目標的位置數據, 對測量到的目標位置數據（稱為點跡）進行處理，自動形成航跡，并對目標在下一時刻的位置進行預測。 ben文簡要討論了用Kalman濾波方法對單個目標航跡進行預測，并借助于Matlab仿真工具，對實驗的效果進行評估。 trajectory.m產生理論的航跡，并繪出 Kalman_filter.m 利用Kalman濾波算法，對目標的航跡進行估計 filter_result.m kalman濾波估計的結果，以及估計誤差的均值和標準差曲線
上傳時間： 2015-07-03
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